Un equipo de estudiantes británicos ha presentado KingChaser, un avión de radiocontrol impulsado por una turbina de 300 newtons cuyo fuselaje está impreso casi por completo en PETG. Su objetivo es batir el récord Guinness de aeromodelo a reacción más rápido, y para ello pretende acercarse a los 990 km/h. Hasta hace poco, imprimir un avión en 3D era una curiosidad con motor eléctrico y hélice. Aquí se trata de meter una turbina que escupe gases calientes en una estructura de plástico y pedirle que resista velocidades cercanas a las del sonido. El proyecto no es una ocurrencia aislada: parte de un prototipo anterior más pequeño que ya voló y se apoya en decisiones de ingeniería bastante razonadas, desde el material hasta el acabado de la superficie. Repasamos qué se sabe del aparato, por qué el salto técnico es mayor de lo que parece y qué cuestiones siguen abiertas antes de dar el récord por hecho.

De Kingfisher a KingChaser: el salto de escala

The Mach Initiative, un equipo estudiantil de la Universidad de Bath, publicó a principios de octubre el vídeo con la construcción de KingChaser. Según  de DroneXL, el diseño combina una turbina de 300 N, unas 67 libras de empuje, con un fuselaje impreso y reforzado con fibra de carbono, y su meta declarada es superar el récord Guinness de modelo a reacción más veloz.

El antecedente directo es Kingfisher, un modelo más pequeño impreso en PLA que voló en enero con una turbina de 60 N y alcanzó unos 330 km/h. Ese vuelo sirvió para que el equipo reclamara el título de primer reactor impreso en 3D. La comparación entre ambos es reveladora: el empuje se multiplica por cinco y la velocidad objetivo se triplica, porque pasar de 330 a unos 990 km/h implica un factor tres. En aerodinámica eso no es un simple cambio de escala. La resistencia crece aproximadamente con el cuadrado de la velocidad, así que a igual superficie y coeficiente, volar tres veces más rápido supone soportar nueve veces más resistencia y cargas estructurales del mismo orden.

Por qué PETG y no PLA

El cambio de material es la decisión más llamativa. Hackaday explicó que el paso de PLA a PETG responde al calentamiento aerodinámico esperado a esa velocidad. Conviene poner números para entenderlo. A Mach 0,8 y nivel del mar, con 15 °C, la velocidad del sonido ronda los 1.225 km/h, lo que da unos 980 km/h de velocidad real, coherente con la cifra de unos 990 km/h que manejan las fuentes. A esa velocidad, el aire que se frena por completo contra el morro o los bordes de ataque sube su temperatura en unos 38 °C respecto al ambiente. Parece poco, pero sumado a una temperatura exterior de 15 °C se acerca a los 53 °C, muy cerca de la temperatura de transición vítrea del PLA, que ronda los 55-60 °C. El PETG, con una transición vítrea en torno a 75-80 °C, deja un margen mucho más cómodo, sobre todo si se tiene en cuenta que el sol sobre un plástico naranja y el calor de la turbina añaden grados por su cuenta.

El PETG tiene además otra ventaja práctica: es más tenaz y menos frágil que el PLA, algo útil cuando la estructura va a soportar una presión dinámica de unos 46 kPa a esa velocidad, equivalente a más de cuatro toneladas por metro cuadrado de superficie frontal. Aun así, el equipo no confía todo al plástico. El fuselaje incorpora varillas de fibra de carbono y un armazón de aluminio que absorben los esfuerzos principales, de modo que el material impreso actúa más como forma aerodinámica y carenado estructural ligero que como único elemento resistente. No todo salió a la primera: según DroneXL, un intento anterior de recocer una bahía de PETG en un horno de segunda mano la deformó, una anécdota que ilustra lo fino que es el margen entre endurecer una pieza impresa y estropearla.

El detalle del pulido y la resistencia de fricción

Entre los detalles que más me han gustado está el acabado de la superficie. Hackaday destaca que toda la piel del avión se ha pulido hasta dejarla lisa, porque a esas velocidades la resistencia por fricción de la capa límite domina sobre otras fuentes de arrastre. Cualquiera que haya impreso en 3D sabe que las capas dejan una rugosidad característica, con líneas de entre 0,1 y 0,3 mm según la altura de capa elegida. A 275 metros por segundo, esa rugosidad puede adelantar la transición de flujo laminar a turbulento y aumentar de forma medible el coeficiente de fricción. Pulir la superficie es poco glamuroso, pero probablemente aporta más velocidad punta por hora de trabajo que cualquier otra modificación.

Un récord con matices

Conviene no dar el récord por hecho. El objetivo es ambicioso: de lograrlo, KingChaser dejaría muy atrás al dron más rápido del mundo, un cuadricóptero de 626 km/h al que se refiere Hackaday. Pero, según el análisis de DroneXL, el vídeo demuestra sobre todo que el motor funciona, no que el avión haya completado ya un vuelo a velocidad récord. Hay incluso diferencias de tono entre medios: algunos titulan que el aparato ya ha despegado, mientras que otros recuerdan que la fase decisiva, la de los pases de velocidad medidos, todavía está por llegar.

También ayuda situar el proyecto en su contexto histórico. Hace años, Aurora Flight Sciences y Stratasys presentaron lo que describieron como el primer avión no tripulado a reacción impreso en 3D, un aparato de unos 15 kilos con envergadura de 2,7 metros, con un 80 % de piezas impresas en ULTEM 9085 y una velocidad superior a 240 km/h, tal como recogió The Engineer. Entonces el reto era demostrar que se podía; ahora, con una impresora doméstica y plástico de bobina estándar, se trata de ver hasta dónde se puede apretar.

Reflexiones adicionales

Lo más interesante de KingChaser no es el récord en sí, sino lo que dice sobre el estado de la fabricación aditiva al alcance de aficionados y estudiantes. Hace una década, un reactor de este tamaño exigía aleaciones, moldes y mecanizado. Hoy, una impresora FDM de sobremesa, filamento de PETG y un buen proceso de acabado permiten construir la forma exterior de un aparato que flirtea con el régimen transónico. La parte noble, la turbina, el control y los refuerzos de carbono y aluminio, sigue siendo cara y delicada, pero el coste de la parte aerodinámica ha caído en picado.

Hay también una lección de método. El equipo no saltó directamente al objetivo final: primero validó la idea con un modelo pequeño y barato en PLA, aprendió de él y solo entonces escaló. Esa progresión, con un motor de 60 N antes que uno de 300 N, es justo lo que separa un proyecto serio de un intento arriesgado. Queda por ver si el aparato cumple, si la estructura aguanta la prueba de velocidad y si el Guinness acepta la marca, pero el planteamiento técnico merece seguimiento. En PcDeMaNo estaremos atentos a los resultados de las pruebas.